Os cientistas descobriram que rochas antigas nas profundezas do Canadá libertam naturalmente hidrogénio, oferecendo novas evidências de que a própria Terra pode conter fontes significativas e inexploradas de energia limpa.
Pesquisadores da Universidade de Toronto e da Universidade de Ottawa estudaram o Escudo Canadense, uma vasta área com algumas das formações rochosas mais antigas do planeta. Pela primeira vez, mediram diretamente o hidrogénio que escoa destas rochas com milhares de milhões de anos, monitorizaram a forma como este se acumulou ao longo do tempo e mapearam onde o gás estava concentrado.
Resultados publicados em Anais da Academia Nacional de Ciênciaspode ajudar a determinar se o hidrogênio natural ou “branco” pode se tornar uma fonte de energia prática e econômica. O documento também apresenta uma nova estratégia para encontrar hidrogénio que poderá apoiar os esforços para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa e expandir as opções de energia limpa.
Fluxo de hidrogênio medido em poços de minas em Ontário
Os pesquisadores coletaram dados de uma mina ativa perto de Timmins, Ontário. Eles descobriram que os poços perfurados nas rochas liberavam em média 0,008 toneladas de hidrogênio por ano, cerca de 8 quilos, aproximadamente o peso de uma bateria de carro típica. Segundo o estudo, o gás pode durar pelo menos dez anos.
Com uma expansão de quase 15 mil poços, a produção estimada de hidrogênio ultrapassa 140 toneladas por ano. A equipe estimou que esta quantidade poderia produzir aproximadamente 4,7 milhões de quilowatts de energia por ano em apenas um local, o suficiente para atender às necessidades energéticas anuais de mais de 400 residências.
“Os dados deste estudo sugerem que existe uma importante oportunidade inexplorada de acesso a uma fonte interna de energia económica produzida a partir das rochas sob os nossos pés”, afirma a professora Barbara Sherwood Lollar do Departamento de Ciências da Terra da Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Toronto, autora principal do estudo. “Além disso, fornece um recurso ‘made in Canada’ que pode apoiar centros industriais locais e regionais e reduzir a sua dependência de combustíveis de hidrocarbonetos importados.”
Por que o hidrogênio natural é importante
O hidrogénio já desempenha um papel importante na economia global, estimada em aproximadamente 135 mil milhões de dólares. É amplamente utilizado na produção de fertilizantes, o que é muito importante para a agricultura e a produção global de alimentos. O hidrogênio também é importante na produção de metanol e aço.
Hoje, a maior parte do hidrogénio é produzida por métodos industriais que dependem de combustíveis fósseis, como petróleo, gás natural e carvão. Esses processos requerem muita energia e liberam monóxido de carbono e CO2. Mesmo o “hidrogénio verde” produzido a partir de fontes de energia renováveis continua a ser caro e a consumir muita energia, mas requer infra-estruturas para transporte e armazenamento.
O hidrogénio natural, no entanto, tem recebido muito menos atenção. Até recentemente, a maior parte da investigação centrou-se no seu papel nos ecossistemas microbianos subterrâneos e no seu valor potencial para a astrobiologia e a exploração espacial. As estimativas do seu potencial energético eram principalmente teóricas porque os cientistas não dispunham de medições diretas de longo prazo de locais reais.
Um novo estudo muda isso ao documentar as emissões de hidrogénio a longo prazo ao longo de muitos anos.
Rochas antigas produzem naturalmente hidrogênio
“O hidrogénio natural é formado ao longo do tempo por reações químicas subterrâneas entre as rochas e as águas subterrâneas dentro dessas rochas”, diz Sherwood Lollar. “O Canadá tem a sorte de que uma grande parte do seu território, especialmente no Escudo Canadiano, contém as rochas e minerais certos para criar este hidrogénio natural.”
Os investigadores dizem que o Canadá pode ter uma oportunidade única de produzir hidrogénio mais limpo e potencialmente mais barato, sem depender de hidrocarbonetos. Eles também observam que existem rochas produtoras de hidrogênio semelhantes em muitos outros países, sugerindo que a abordagem poderia eventualmente ser usada em todo o mundo.
As maiores concentrações de hidrogénio natural ocorrem em regiões geológicas já associadas às atividades mineiras canadianas. Isto inclui o Norte de Ontário, Quebec, Nunavut e os Territórios do Noroeste.
“O elo comum é a rocha”, diz o coautor do estudo Oliver Warr, professor associado do Departamento de Ciências da Terra e Ambientais da Universidade de Ottawa. “O hidrogénio natural é produzido nas mesmas rochas que albergam os depósitos de níquel, cobre e diamante do Canadá, e que estão atualmente a ser exploradas para obter minerais importantes como o lítio, o hélio, o crómio e o cobalto. A localização de recursos para a mineração, produção e utilização de hidrogénio reduz a necessidade de longas rotas de transporte para o mercado, armazenamento de hidrogénio e o desenvolvimento de grandes infraestruturas de hidrogénio.”
Benefícios potenciais para a mineração e as comunidades do norte
Os autores do estudo sugerem que o hidrogénio natural poderia ajudar a reduzir os custos e as emissões de carbono no setor mineiro do Canadá. O hidrogénio produzido perto de instalações mineiras pode servir como fonte de energia local sem necessitar de novos sistemas de transporte importantes.
Os investigadores também sugerem que as comunidades do norte, que muitas vezes enfrentam elevados custos de transporte de combustível, poderiam beneficiar dos recursos de hidrogénio próximos. A utilização de hidrogénio local pode reduzir os custos de energia e, ao mesmo tempo, reduzir a dependência de combustíveis importados.
“Há uma corrida global para aumentar a disponibilidade de hidrogénio para descarbonizar e reduzir os custos da economia do hidrogénio existente”, diz Sherwood Lollar. “Temos agora uma melhor compreensão da viabilidade económica deste recurso, que pode ser comparado com depósitos de hidrogénio conhecidos e não descobertos em todo o mundo.”
